Камеры, GPS и инерционные системы могут оказаться не самыми лучшими способами для ориентации дронов в помещениях. Новым инструментом для определения расстояния до препятствий может стать эхолокация. Алгоритм и принцип её работы применительно к дронам представили математики из США и Германии.
Пока это только теоретическая работа. Математики Мирей Бутен (Mireille Boutin) из Университета Пердью (США) и Грегор Кемпер (Gregor Kemper) из Технического университета Мюнхена представили математически доказанный алгоритм ориентации дронов в помещениях с помощью прослушивания эха. Работа опубликована в журнале Applied algebra and geometry («Прикладная алгебра и геометрия»).
Согласно теоретическим выкладкам учёных, ориентация дронов в пространстве и картографирование помещений с точным определением расположения и даже наклона стен возможна с использованием всего четырёх ненаправленных микрофонов на дроне. Источник звукового сигнала может располагаться как на самом дроне, так и быть где угодно в пределах комнаты и даже за стеной.
Все четыре микрофона на дроне улавливают отражённый от стен сигнал и рассчитывают разницу во времени движения звука от источника до стен и отражённого сигнала до микрофонов. Чтобы алгоритм мог определить угол наклона стен, микрофоны должны располагаться на разных уровнях (не на одной линии). Для расчёта используется только эхо «первого порядка». Вторично отражённые звуковые сигналы должны отсеиваться, но в данном исследовании этот процесс не отражён. По словам математиков, это очень сложный процесс и его ещё предстоит проработать.
Работать математикам предстоит ещё над многими аспектами алгоритма. Например, пока нет теоретических выкладок для эхолокации в условиях стен с искривлённой поверхностью. Доказанный алгоритм может надёжно работать только с плоскими стенами. Выгода предложенного метода в том, что ориентация осуществляется всего по одному сигналу и ненаправленными микрофонами, а не сонарами ― это предельно упрощает работу системы ориентации по эху.
